12.16 : Характеристики MOSFET

Полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник, или MOSFET, играют решающую роль в электронных схемах. Они в основном используются для усиления и переключения сигналов.

Различные жизненно важные параметры влияют на их функциональность, что имеет решающее значение для теории и электронных приложений. Во-первых, решающее значение имеют размеры канала, а именно длина и ширина. Размер этих каналов влияет на способность транзистора проводить ток и скорость переключения; более короткие каналы обычно обеспечивают более быструю работу. Далее, толщина оксида, слоя диоксида кремния, отделяющего затвор от канала, модулирует контроль затвора над каналом. Более тонкие оксиды увеличивают емкость затвора, улучшая этот контроль.

Другим важным фактором является глубина перехода и легирование подложки, которые регулируют пороговое напряжение MOSFET и контролируют токи утечки. Легирование изменяет свойства полупроводника за счет введения примесей.

В эксплуатации MOSFET имеют три различные области в зависимости от напряжения затвор-исток.

• В области отсечки транзистор выключен, поэтому между истоком и стоком нет проводящего пути, что ограничивает ток минимальной обратной утечкой.
• Линейная область появляется, когда V_GS превышает пороговое значение и V_DS (напряжение сток-исток) становится низким. Здесь транзистор действует как переменный резистор, где ток стока (I_D) прямо пропорционален V_DS, модулированному V_GS.
• В области насыщения плато I_D, несмотря на увеличение VDS, из-за эффекта защемления, когда канал возле стока сужается, ограничивая дальнейший ток.

Эти условия эксплуатации определяют, как транзисторы MOSFET реализуются в схемах, особенно там, где требуется точное электронное управление.